张歆怡,在《金陵十三钗》中饰演的教会女学生不谙世故、有什么想法都写在脸上,更像是在表演自己的学生生活,她用一双没有任何修饰的眼睛,展现出了书娟作为故事讲述者孩童般的纯真视点 。在电影拍摄期间,她演哭戏时相当厉害,眼泪说来就来。除了演哭戏切换自如,在所有女孩中她的眼睛亦给人印象最深,她的表演让人感觉仿佛眼睛里蕴藏着故事 。张歆怡似已具备成年演员的表演功力,她所饰演的孟书娟无论回眸或是流泪,都常常能拨动观众的心。
2010年,还在上中学的张歆怡被选中参演战争电影《金陵十三钗》,成为与导演张艺谋合作过年龄最小的女主演,在影片里她饰演一个成熟并且坚强的女学生 。2012年5月,张歆怡参加首届中日韩国际古筝大赛并获得专业少年组二等奖 。2013年,15岁的张歆怡在抗战历史剧《四十九日·祭》中再度出演孟书娟 。
2014年9月,张歆怡参与拍摄民国权谋电视剧《少帅》,与导演张黎二次合作,饰演张学良的第二任妻子赵一荻(赵四小姐) 。2019年出演周冬雨主演的电影《少年的你》,在影片中饰演性格软弱,本性不坏的徐渺 。2021年8月18日,主演的校园青春话题剧《机智的上半场》播出,在剧中饰演宿舍的“大姐”杨嘉倩。2023年2月18日,出演的当代悬疑剧《光·渊》播出 。